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2014 年度 実績報告書

機械学習を援用した東南アジアのデータ寡少流域圏における水環境統合管理モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 25660191
研究機関九州大学

研究代表者

平松 和昭  九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (10199094)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード閉鎖性水域 / 沿岸浅海域 / 流域圏 / 窒素・リン / 富栄養・貧栄養 / 機械学習技術 / 広域的最適化
研究実績の概要

東南アジア新興諸国では都市・農村地域での有機性汚濁が急速に拡がっており,陸海域流域圏全体の水循環系と物質循環系を総合的に俯瞰する,いわゆる統合的な流域圏水環境管理手法の開発が喫緊の課題となっている.しかし,東南アジア諸国では流域圏数値情報や水文・気象観測データの入手が極めて困難な場合が多い.本研究では,流域圏数値情報や水文・気象観測データが寡少な東南アジア新興国の大都市近郊農業流域を対象に,流域圏水環境解析モデルの開発と流域統合管理への適用手法の開発を目指す.その際,衛星リモセンに加えて,パターン認識,サポートベクターマシン,広域的最適化など機械学習技術を最大限に活用してデータ寡少性を補完する.
最終年度となる平成26年度は,昨年度に引き続き,GIS流域解析グループ,面源負荷グループ,閉鎖性湖沼グループ,閉鎖性海域グループにおいて,豊富な流域圏数値情報や水文・気象観測データの入手が可能な博多湾・瑞梅寺川流域圏と有明海・筑後川流域圏を対象に,できる限りの流域圏数値情報を入手し,得られたデータを最大限に活用した流域圏水環境解析モデルの構築を進めた.その結果,対象とした閉鎖性水域・閉鎖性海域の水環境動態を明らかにするとともに,その知見に基づく水理学-生態系モデルを開発した.
一方,開発したモデルを東南アジア新興国流域に適用する際に観測データの寡少性を補完するため,各種の手法の開発も併せて進めた.まず,カオス工学やニューラルネットワークを用いた水質予測手法を開発するとともに,ベトナム・メコン川流域を対象に,少ない観測データを最大限に活用するための最適化手法の利用について検討し,生態系モデルや流域モデルのパラメータ決定に,大域的探索手法である遺伝的アルゴリズムや制約条件付遺伝的アルゴリズムが有効であることを明らかにした.

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] 観測ノイズ処理を援用した周期カオスニューラルネットワーク によるクロロフィルa時系列の短期予測2015

    • 著者名/発表者名
      原田 昌佳・堂馬 彬史・平松 和昭
    • 雑誌名

      雨水資源化システム学会誌

      巻: 20(2) ページ: 53-60

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of hydrogen sulfide in the deepest part of a reservoir under anoxic water conditions2015

    • 著者名/発表者名
      Do Thuy Nguyen, Yuichiro Yoshimura, Masayoshi Harada and Kazuaki Hiramatsu
    • 雑誌名

      Paddy and Water Environment

      巻: 13(1) ページ: 101-113

    • DOI

      10.1007/s10333-013-0412-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Assessment of the Water Quality in the Ariake Sea Using Principal Component Analysis2015

    • 著者名/発表者名
      Toshinori Tabata, Kazuaki Hiramatsu and Masayoshi Harada
    • 雑誌名

      Journal of Water Resource and Protection

      巻: 7 ページ: 41-49

    • DOI

      10.4236/jwarp.2015.71003

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Numerical Analysis for Effective Transplant and Seabed Restoration for Recovery of Pen shell Resources in the Ariake Sea, Japan2015

    • 著者名/発表者名
      Toshinori Tabata, Kazuaki Hiramatsu and Masayoshi Harada
    • 雑誌名

      International Journal of Environmental Science and Development

      巻: 6(2) ページ: 93-99

    • DOI

      10.7763/IJESD.2015.V6.568

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sensitivity-based calibration of SWAT for hydrologic cycle simulation in the Cong Watershed, Vietnam2015

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Viet Anh, Shinji Fukuda, Kazuaki Hiramatsu and Masayoshi Harada
    • 雑誌名

      Water Environment Research

      巻: 未定 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Analysis for Effective Transplant and Seabed Restoration for Recovery of Pen shell Resources in the Ariake Sea, Japan2014

    • 著者名/発表者名
      Toshinori Tabata, Kazuaki Hiramatsu and Masayoshi Harada
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2014 5th International Conference on Environmental Engineering and Applications (ICEEA 2014)

      巻: 1 ページ: 73-79

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 有機汚濁が進む閉鎖性水域の嫌気的・還元的条件下での水質動態2014

    • 著者名/発表者名
      原田 昌佳・平松 和昭・福田 信二
    • 雑誌名

      雨水資源化システム学会誌

      巻: 20(1) ページ: 49-55

    • 査読あり
  • [雑誌論文] APPLICATION OF SWAT MODEL TO THE HYDROLOGIC CYCLE AND SEDIMMENT TRANSPORT ASSESSMENT IN THE CONG WATERSHED, VIETNAM2014

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Viet Anh, Shinji Fukuda, Kazuaki Hiramatsu and Masayoshi Harada
    • 雑誌名

      Proceedings of JSPS Core-to-Core Program SOWAC Project 2014 Fifth Joint Seminar between Water Resources University, Vietnam and Kyushu University, Japan

      巻: 1 ページ: 54-68

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] FRAMEWORK FOR FLOOD DAMAGE ASSESSMENT CONSIDERING ABNORMAL CONDITIONS BY USING THE HYDRAULIC AND GIS MODELING2014

    • 著者名/発表者名
      Trieu Anh Ngoc, Dang Dong Nguyen, Vu Thi Hoai Thu and Kazuaki HIRAMATSU
    • 雑誌名

      Proceedings of JSPS Core-to-Core Program SOWAC Project 2014 Fifth Joint Seminar between Water Resources University, Vietnam and Kyushu University, Japan

      巻: 1 ページ: 80-86

  • [雑誌論文] Short-term Prediction of Chlorophyll-a in a Eutrophic Closed Water Body using Chaos Recurrent Neural Network2014

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Harada, Kazuaki Hiramatsu and Shinji Fukuda
    • 雑誌名

      Proceedings of the 19th Congress of Asia and Pacific Division of the International Association of Hydraulic Engineering and Research

      巻: 1 ページ: EH2

  • [雑誌論文] Application of the SWAT model and the indicators hydrologic alteration (IHA) method to hydrologic cycle assessment in the Cong Watershed, Vietnam2014

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Viet Anh, Kazuaki Hiramatsu, Shinji Fukuda, and Masayoshi Harada
    • 雑誌名

      Proceedings of the 8th International Symposium on the East Asian Environmental Problems (EAEP2014)

      巻: 1 ページ: Session 4-4-2

  • [学会発表] 有機汚濁化水域の水底近傍における嫌気的条件下での水質動態特性2015

    • 著者名/発表者名
      西岡尊寿・原田昌佳・平松和昭
    • 学会等名
      平成27年度農業農村工学会大会講演会
    • 発表場所
      岡山市(岡山大学)
    • 年月日
      2015-09-01 – 2015-09-04
  • [学会発表] ニューラルネットワークモデルによる有明海二枚貝漁獲量の減少要因の究明2015

    • 著者名/発表者名
      田畑俊範・大坪えみ・平松和昭・原田昌佳
    • 学会等名
      平成27年度農業農村工学会大会講演会
    • 発表場所
      岡山市(岡山大学)
    • 年月日
      2015-09-01 – 2015-09-04
  • [学会発表] Application of the SWAT model and the indicators hydrologic alteration (IHA) method to hydrologic cycle assessment in the Cong Watershed, Vietnam2014

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Viet Anh, Kazuaki Hiramatsu, Shinji Fukuda, and Masayoshi Harada
    • 学会等名
      8th International Symposium on the East Asian Environmental Problems (EAEP2014)
    • 発表場所
      福岡市(九州大学伊都キャンパス稲盛センター)
    • 年月日
      2014-12-10 – 2014-12-10
  • [学会発表] 有明海海域環境の改善に向けた海域環境の特徴抽出2014

    • 著者名/発表者名
      田畑俊範・平松和昭・原田昌佳
    • 学会等名
      平成26年度農業農村工学会九州沖縄支部大会講演会
    • 発表場所
      佐賀市(グランデはがくれ)
    • 年月日
      2014-10-29 – 2014-10-29
  • [学会発表] Short-term Prediction of Chlorophyll-a in a Eutrophic Closed Water Body using Chaos Recurrent Neural Network2014

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Harada, Kazuaki Hiramatsu and Shinji Fukuda
    • 学会等名
      19th Congress of Asia and Pacific Division of the International Association of Hydraulic Engineering and Research
    • 発表場所
      Water Resources Unibersity, Hanoi, Vietnam
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-24
  • [学会発表] APPLICATION OF SWAT MODEL TO THE HYDROLOGIC CYCLE AND SEDIMMENT TRANSPORT ASSESSMENT IN THE CONG WATERSHED, VIETNAM2014

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Viet Anh, Shinji Fukuda, Kazuaki Hiramatsu and Masayoshi Harada
    • 学会等名
      JSPS Core-to-Core Program SOWAC Project 2014 Fifth Joint Seminar between Water Resources University, Vietnam and Kyushu University, Japan
    • 発表場所
      福岡市(西鉄グランドホテル)
    • 年月日
      2014-08-06 – 2014-08-07
  • [学会発表] FRAMEWORK FOR FLOOD DAMAGE ASSESSMENT CONSIDERING ABNORMAL CONDITIONS BY USING THE HYDRAULIC AND GIS MODELING2014

    • 著者名/発表者名
      Trieu Anh Ngoc, Dang Dong Nguyen, Vu Thi Hoai Thu and Kazuaki HIRAMATSU
    • 学会等名
      JSPS Core-to-Core Program SOWAC Project 2014 Fifth Joint Seminar between Water Resources University, Vietnam and Kyushu University, Japan
    • 発表場所
      福岡市(西鉄グランドホテル)
    • 年月日
      2014-08-06 – 2014-08-07
  • [学会発表] Numerical Analysis for Effective Transplant and Seabed Restoration for Recovery of Pen shell Resources in the Ariake Sea, Japan2014

    • 著者名/発表者名
      Toshinori Tabata, Kazuaki Hiramatsu and Masayoshi Harada
    • 学会等名
      2014 5th International Conference on Environmental Engineering and Applications (ICEEA 2014)
    • 発表場所
      Nottingham, UK (The University of Nottingham)
    • 年月日
      2014-07-05 – 2014-07-06

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公開日: 2016-06-01  

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